卫星测沉降、无人机查表观病害、地面传感器监测位移形变……随着城市更新持续推进，用先进的科技手段监测城市老旧房屋的结构安全正成为现实。
北京建工市政路桥科技发展有限公司（以下简称“建工市政路桥”）自主研发的“空天地一体化结构安全智慧监测系统”，整合多种前沿技术手段，实现了对老旧房屋全方位、多层面监测与评估预警。近日，北京商报记者也跟随建工市政路桥的技术人员走街串巷，探索其如何坚持科技创新引领产业创新，走出实验室的背后故事。
智慧体检清除“定时炸弹”
每逢6月雨季来临，建工市政路桥就要进入一年中最忙碌的阶段，以“雨”为令、闻“汛”而动，拉列隐患清单，排查整治危旧房屋，保证安全是防汛工作的主要目标之一。“以前对于汛前无法完成解危整治的房屋，可能要在汛期将居民全部转移到安全地带居住，经济成本很高。”建工市政路桥智慧中心主任谭磊对北京商报记者表示。苏州胡同99号楼、美术馆后街19号、北剪子巷16号……这些老旧房屋都已使用50年以上，传统的监测不仅耗费大量的人力物力，也无法实时监测这些老旧房屋的状态。北京商报记者近日在走访中了解到，为及时掌握老旧房屋的健康状态，智慧监测派上新用场。“简单来说，它能对老旧房屋的健康状态实现隔空‘把脉’。”谭磊表示，这套“空天地一体化结构安全智慧监测系统”有卫星遥感、空中无人机探测和地面传感器三维视角。不同视角采集到的数据经过人工智能算法处理，可监测房屋沉降、倾斜、裂缝、门窗变形等，实时捕捉房屋结构的异常情况。在苏州胡同的某个老旧房屋现场，工作人员打开电脑，向北京商报记者展示了监测系统采集的实时监测数据。他点开其中一个测量点，房屋的三维画面跃然眼前。记者看到，房屋内外有14个不同种类的传感器，正对房屋裂缝、沉降和环境温湿度等不同数据进行实时监测。“目前，后台可以看到每一个监测点位的历史曲线，通过监测曲线波动情况，判定房屋是否发生了形变，从而对潜在风险与异常情况进行预警与即时响应。监测精度高于国标要求，在安全性方面有了大幅提升。”谭磊说。
就北京商报记者了解，过去工作人员是按季度去巡查老旧房屋，全部查下来可能需耗时三四个月，如今借助这套系统能实时看到房屋的状态，大大提高巡查效率。
建工市政路桥党委副书记、总经理王晓东告诉北京商报记者，这些分散在城区的危旧房屋如同“定时炸弹”，如何事先发现它们的危险成为必选命题。通过硬件设备及先进的人工智能算法，短时间内便可形成完整的目标建筑物“体检报告”。
“闭门羹”背后的技术革新
据谭磊介绍，最初研发的地面接触式测量传感器全部采用有线连接的传感器，供电方式需要接入220V的市电，再通过小型稳压器转为12V电压，为设备采集模块进行供电。
但建工市政路桥的项目人员2022年5月率先开展12栋老旧房屋试点房屋监测时，就遇到了电费结算与安装沟通上的麻烦。
“我们的接电方式主要通过与住户进行用电协商，我方按期支付用电费用。但是，在实际项目推进过程中，由于住户对我方新技术的不了解、怕麻烦等问题，尽管我方技术人员进行了详细的讲解与说明，但大多数住户都不愿意配合，我方人员也吃了多次闭门羹。设备安装完成后迟迟无法上线，设备调试工作无法按时开展，项目整体进度延后。”谭磊说。
在总结了试点工作中遇到的实际问题并吸取相关经验教训后，建工市政路桥团队着手进行方案研讨与技术革新，从设备源头入手，将传统有线连接的传感器升级为以lora自组网通讯的无线传输设备，避免了设备连接时走线繁杂的问题。同时针对供电方式，对采集模块进行改进升级，外设单晶20W光伏板也更换为12V锂电池持续供电，最终实现了低功耗自主供电，无需接入外部电源，所有设备即可实现全周期正常运转，实现了技术层次的重大突破。
据谭磊介绍，本次技术研发历时8个月，赶上了新一批老旧房屋监测任务的需求。之后，研发人员又在使用中对传感器设备不断迭代升级。北京商报记者在苏州胡同的一栋老旧房屋看到，第三代“无线倾角振动传感器”将测量测试、无线传输、供电等功能封装在一个只有A4纸大小的白色圆形小盒子里，设备架设安装都十分简单。设备电源会在采集数据的前5秒唤醒，采集上传后又自动睡眠。这种节能技术可让设备电源的续航时间大大延长到5年。
在2023年东城区全面开展的60栋老旧房屋智慧监测项目中，新设备与供电方式进行了大规模应用，极大提高了设备安装效率，大幅缩减了前期设备布设调试周期，仅用18天完成了60栋房屋的全部安装调试工作，成功赶在汛期来临前使所有房屋的监测数据同步上线，为住户提供安全保障。
谭磊介绍称，该项新技术受天气的影响小、数据精度高，真正做到了全覆盖、全天候、全工期。“运用我们这套设备，可以精准监测每栋建筑的实时健康状态，有效避免大规模转移搬运的舟车劳顿，大大降低运维成本。”
创新就是要解决现实痛点
据谭磊介绍，2022年东城区在全市率先开展老旧房屋智能化监控，实施两年来，在东城区老旧房屋的结构安全智慧监测中，被监测房屋有1栋被判为危房并实施了腾退，有效保障了人民群众的生命财产安全。
此外，在去年特大暴雨灾害中，“空天地一体化结构安全智慧监测系统”也为百姓居住安全提供了重要支撑。据了解，在暴雨前，“空天地一体化结构安全智慧监测系统”累计采集现场数据30万条，通过监测预警和排查安全隐患，为人员转移避险提供科学数据支撑。
王晓东表示，公司历史可追溯至1959年北京市市政工程研究院创立，近年来企业鼓励科技创新的氛围日渐浓厚，不断加大研发投入。创新说到底是要解决现实“痛点”，智慧监测系统正是由此而来。
“今年，全市440栋C、D级危旧楼房都将用上这套系统。除此之外，它还可用于地铁隧道、重大工程基坑监测等方面。”王晓东表示，截至今年2月底，公司新签合同额和收入都比去年同期增长10%以上，今年他们还将在昌平建成实验检测基地和科研基地，为实践应用做技术支持。
截至目前，建工市政路桥正与北京市住建委以及东城、西城、海淀、丰台等多区住建委、房管部门进行接洽，商讨智慧监测管理平台开发以及各区危旧房屋智慧监测工作相关事宜，力争一体化智慧监测技术在北京市全面推广应用。
从传统的检测机构到如今开辟新赛道进入城市更新领域，目前，建工市政路桥每年增加营收近亿元。据了解，智慧监测只是北京建工集团致力于城市更新领域的一个缩影。近年来，北京建工集团一直坚持智能建造发展思路，创立了一批科技创新工作室，未来将以100个智能建造试点示范工程为基础，加快培育、形成适合行业发展需求的新质生产力。
“以前我们对老旧建筑实行按季度检查，费时又费力，现在我们通过智能化监控系统，每天可以随时对老旧房屋的结构进行检查，比人工成本投入节约了10倍以上，新质生产力大大提高了我们监测和城市运营的效率。”谭磊说。
北京商报记者 金朝力 程靓
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